光纖傳輸及寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

關(guān)于光纖傳輸及寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第1頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月第1章

光纖傳輸原理第2頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1光纖傳輸?shù)奶攸c：光纖對光信號的衰減極小。每km光纖對信號的衰減為0.2分貝，調(diào)幅光纖不加中繼可傳輸40km左右，數(shù)字光纖可傳輸100km以上。光纖不易受電磁干擾，傳輸質(zhì)量很好。光纖的容量極大。每一根光纜中包含4根至幾千根光纖，每根光纖可復(fù)用幾十個波長，每個波可傳輸幾千套電視節(jié)目。第3頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月1．3激光Laser(LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation，萊塞、鐳射），受激輻射引起的光放大。1.三種輻射過程：

自發(fā)輻射；受激輻射；受激吸收。2與激光有關(guān)的基本概念：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)（高能態(tài)的粒子數(shù)大于低能態(tài)的粒子數(shù)）激活物質(zhì)（具有能實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)能級結(jié)構(gòu)的物質(zhì)）第4頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月1．3激光泵浦過程（激勵過程，即通過外界不斷供給能量，促使低能態(tài)粒子盡快躍遷的過程）諧振腔（使受激輻射光在兩個反射鏡之間來回反射，不斷引起新的受激輻射，使其不斷被放大）。3.產(chǎn)生激光的三個條件：實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，滿足閾值條件（受激輻射放大的增益大于激光器內(nèi)的各種損耗）和諧振條件(直射光與反射光位相相同）。4.激光器的基本組成：工作物質(zhì)（激活物質(zhì)）泵浦系統(tǒng)諧振腔第5頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月1．4光信號的調(diào)制和解調(diào)1.光信號的副載波強度調(diào)制AM-IM:傳輸節(jié)目更多，但對激光器的要求較高，光接收機的靈敏度較低，傳輸距離較近，1.31μm激光，無中繼距離不超過35公里。FM-IM：對激光器線性的要求不高，傳輸距離較大。圖像質(zhì)量高交調(diào)互調(diào)產(chǎn)物表現(xiàn)為接收調(diào)頻波的背景噪聲，對圖像質(zhì)量的影響較小。但所占頻道較寬（每個頻道35～40MHz），一根光纖只能傳輸16～18套電視節(jié)目，光接收機輸出的信號需經(jīng)過FM/AM轉(zhuǎn)換器才能送入用戶?？山M成一個衛(wèi)星電視傳輸系統(tǒng)。第6頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月1．4光信號的調(diào)制和解調(diào)PCM-IM方式：失真小，無噪聲積累，多級傳輸后載噪比仍可達(dá)60dB,C/CTB和C/CSO可達(dá)70dB。無中繼放大可傳輸100公里以上，利用光纖放大器，可傳輸數(shù)千公里。但價格貴；無壓縮時，一根光纖只能傳輸16套節(jié)目。經(jīng)過壓縮，可傳輸數(shù)百套節(jié)目，但成本較高。2．光調(diào)制器原理直接調(diào)制的技術(shù)簡單，損耗小，易于實現(xiàn)。但易出現(xiàn)附加頻率調(diào)制或啁秋效應(yīng)（chirping）。出現(xiàn)組合二次互調(diào)失真（CSO）。內(nèi)調(diào)制和外調(diào)制需要通過專門的調(diào)制器。外調(diào)制調(diào)制效率較低，但無啁秋效應(yīng)。第7頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月1．4光信號的調(diào)制和解調(diào)3．光信號的解調(diào)光接收機的任務(wù)：把光信號恢復(fù)成電信號。光電效應(yīng)：當(dāng)光照射到金屬或半導(dǎo)體上產(chǎn)生光電流的現(xiàn)象。光電效應(yīng)的性質(zhì)：光電流的強度與入射光成正比；當(dāng)入射光的頻率低于紅限頻率時，不會產(chǎn)生光電效應(yīng)。入射光的頻率太高，半導(dǎo)體材料對光的吸收系數(shù)將變大。波長響應(yīng)范圍：硅為0.5～1.0μm，鍺和InGaAs為1.1～1.6μm。

第8頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月第2章

光纖與光纜

第9頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月2．1光纖的結(jié)構(gòu)和原理光纖素線光纖芯線光纖軟線（單芯、雙芯）單模光纖（SM）和多模光纖（MM）

n2n2n2

n1n1第10頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月2．2光纖的特性1．光纖的損耗在-25℃～-35℃時，附加損耗為0.03～0.04dB/km,在-40℃時，附加損耗為0.06～0.08dB/km。

00.851.311.55λ(μm)第11頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月2．2光纖的特性2．光纖的色散

色散是指輸入信號中不同頻率或不同模式光的傳播速度不同，不同時到達(dá)輸出端，使輸出波形展寬變形、失真的現(xiàn)象。

色散對數(shù)字傳輸?shù)挠绊懀合拗屏斯庑盘栆淮蝹鬏數(shù)木嚯x；減少了傳輸?shù)男畔⑷萘?；與光源的調(diào)制特性一起產(chǎn)生組合二次失真（CSO）

色散常數(shù)D=dτ/(L·dλ)（2.2）

第12頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月2．2光纖的特性3.不同的單模光纖：G.652光纖：對1.31μm光的色散為零，性能最佳；也可用于1.55μm光G.653光纖：零色散波長在1.55μm附近，適于長距離、大容量的信息傳輸，但價格較貴。G.654光纖（截止波長移位光纖）：1.55μm處的衰減最?。ㄉ⑷匀惠^高），用于海底光纜G.655光纖：零色散點不在1.55μm，避免發(fā)生多波長傳輸?shù)乃牟ɑ旌?，用于密集波分?fù)用。無水峰光纖：多了一個1.4μm的窗口（損耗比1.31μm小，色散比1.55μm低），可提供從1.28μm至1.625μm的完整波段，可復(fù)用的波長數(shù)大大增加。

第13頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月2．3光纜

2．3．1光纜的基本結(jié)構(gòu)光纖導(dǎo)電線芯加強筋護(hù)套2．3．4.2光纜的接續(xù)固定連接（粘接和熔接）與活動連接（光連接器和機械連接子）兩類。第14頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月第3章

模擬光纖傳輸干線

第15頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1模擬光纖干線的基本原理

光發(fā)射機將電視信號調(diào)制到光信號上光分路器把光信號分成不同比例，分別送入各光節(jié)點光纖放大器將光纖中的光信號放大，使之傳輸更遠(yuǎn)的距離光接收機從光信號中解調(diào)出電視信號光發(fā)射機光分路器光纖放大器光接收機第16頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2

光發(fā)射機3.2.1直接調(diào)制光發(fā)射機第17頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月過調(diào)開關(guān)輸出光信號輸入RF預(yù)放PIN衰減器過調(diào)控制末放寬帶驅(qū)動與預(yù)失真補償直流放大半導(dǎo)體致冷器過流過熱保護(hù)熱敏電阻后向光檢測APC光耦合器光隔離器激光器偏流控制ATC過調(diào)指示RF監(jiān)測偏流檢測溫度監(jiān)測致冷電流監(jiān)測光功率監(jiān)測第18頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2光發(fā)射機3.2．2YAG外調(diào)制光發(fā)射機射頻放大光隔離器光耦合器YAG激光器外調(diào)制器分光器光檢測器控制環(huán)預(yù)失真電路溫度控制狀態(tài)控制微處理器光輸出RF輸入第19頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2

光發(fā)射機3.2．3DFB外調(diào)制光發(fā)射機射頻放大光隔離器光耦合器DFB激光器外調(diào)制器分光器光檢測器控制環(huán)預(yù)失真電路溫度控制狀態(tài)控制微處理器光輸出2RF輸入光纖放大器分光器光纖放大器光輸出1第20頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月3．3

光接收機光接收機方框圖光輸入RF輸出光檢測器組件AGC輸出放大輸入放大寬帶均衡可變衰減RF測試供電數(shù)據(jù)采集與控制第21頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月3．4

光纖放大器3．4．1直接放大與間接放大1.間接放大：光接收機光發(fā)射機電放大器第22頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月3．4

光纖放大器2.直接放大：半導(dǎo)體光放大器光纖放大器3.光纖放大器的使用后置放大器（光增強器）；前置放大器（預(yù)放器）；光中繼器。第23頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月3.4.2摻鉺光纖放大器(EDFA）1.單摻鉺EDFA激勵光波長3ˊ

3211.55μm

1.48μm

0.98μm

0.98μm1.48μm第24頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月3.4.2

摻鉺光纖放大器(EDFA）2.雙摻雜EDFA同時摻入釔和鉺兩種元素，泵浦光功率達(dá)3W，波長為1.047μm，信號光輸出功率達(dá)2×500mW(27＋3dBm)。3.包層泵浦EDFA的光纖有兩個包層。纖芯的直徑為5μm，第一包層的直徑為90μm，第二包層的直徑為125μm。泵浦光（波長為910～990nm）從第一包層輸入?？煞糯?537～1574nm或1560～1600nm的光，輸出功率達(dá)3000mW以上。第25頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月3.4.2摻鉺光纖放大器(EDFA）4.EDFA原理示意圖λpλsλsEDF光耦合器光隔離器光濾波器光隔離器泵浦光電源控制第26頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月3.4.2摻鉺光纖放大器(EDFA）5.三種泵浦方式的比較：輸出光功率:雙向泵浦>后向泵浦>前向泵浦。噪聲：前向泵浦<雙向泵浦<后向泵浦。

第27頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月3.4.3摻鐠光纖放大器(PDFA）PDFA的高增益區(qū)在1.3μm附近，最高可達(dá)42dB，最大輸出功率達(dá)280mW,在30nm帶寬內(nèi)，可以得到大于100mW的輸出功率。PDFA與1.48μm泵浦的EDFA的噪聲性能差不多。第28頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月3．5光分路器

M×N光分路器有M個輸入端和N個輸出端。3．5．1光分路器原理：微光型,光纖型光波導(dǎo)通路型。

第29頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月3．5光分路器

3．5．2光分路器的技術(shù)指標(biāo)插入損耗：Aj=10lg(Pi/Pj)附加損耗：Af=10lg(Pi/∑Pn)分光比：kj=Pj/∑Pn顯然，Aj=Af-10lgkj

第30頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月3．5光分路器

表12.2光分路器的附加損耗值A(chǔ)f

N附加損耗AfN附加損耗Af30.390.740.4100.850.45110.960.5121.070.55161.280.6第31頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月第4章

數(shù)字光纖傳輸干線

第32頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4．1數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)4．1．1數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)的基本組成4．1．2廣播電視光纖干線網(wǎng)光源解調(diào)再生器調(diào)制信道編碼時分復(fù)用信源編碼解復(fù)用器信源解碼信道解碼第33頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月

長春沈陽（大連）北京天津呼和浩特烏魯木齊銀川蘭州西寧成都重慶貴陽昆明南寧廣州（大同）太原石家莊濟(jì)南（徐州）合肥南京上海鄭州西安武漢長沙杭州南昌福州?？冢ò^）（湛江）（綏德）（烏蘭浩特）（蓬萊）（三門峽）（廊坊）（黃眉）（株洲）國家級基礎(chǔ)干線網(wǎng)拓?fù)鋱D一期二期三期拉薩（寶雞）（吉林）（延吉）（通化）（宜昌）（霍爾果斯）第34頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4．2SDH傳輸技術(shù)簡介4.2.1數(shù)字信號的時分多路復(fù)用多路復(fù)用是將來自不同信息源的各路信息，按某種方式合并為一路，通過同一信道傳送給接收端。接收端再按相應(yīng)方式分離出各路信號，送給不同的用戶。時分復(fù)用是利用同一信道的不同時間間隙（時隙）間插傳輸多路信號。這是因為數(shù)字信號中每個脈沖的持續(xù)時間很短，相鄰間隔很大，因而可把多路信號放在一路信道中傳輸。第35頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4．2SDH傳輸技術(shù)簡介時分復(fù)用中同步的重要性。時分復(fù)用的優(yōu)點：采用數(shù)字電路，比模擬濾波器簡單；不容易產(chǎn)生交調(diào)、互調(diào)失真，對非線性失真指標(biāo)要求較低。第36頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡介4.2.2PDHPDH的缺點:需要多次的分接和復(fù)接，既增加了系統(tǒng)的成本，又使信號受到損傷；沒有全世界統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，各有不同的傳輸速率標(biāo)準(zhǔn)，無橫向兼容性；網(wǎng)絡(luò)管理、操作和維護(hù)比特缺乏。第37頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡介PDH傳輸速率等級系列PCM24系列PCM30/32系列數(shù)碼率（Mb/s）話路數(shù)數(shù)碼率話路數(shù)日本北美日本北美一次群1.544242.04830二次群6.312968.448120三次群32.06444.73648067234.368480四次群97.728274.17614404032139.2641920五次群397.2005760564.9927680第38頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡介4.2．3SDH網(wǎng)的產(chǎn)生美國貝爾通信研究所提出了同步光纖網(wǎng)絡(luò)SONET1988年，CCITT將SONET修訂為國際標(biāo)準(zhǔn)，命名為同步數(shù)字體系SDH（SynchronousDigitalHierarchy),應(yīng)用于光纖、微波和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。SDH的傳輸速率分級:STM-1的傳輸速率為155.520Mb/s，STM-4的傳輸速率為622.080Mb/s，STM-16的傳輸速率為2488.320Mb/s，STM-64的傳輸速率為9954.280Mb/s。

第39頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡介

SDH網(wǎng)的優(yōu)點數(shù)字信號的復(fù)接和分接只需利用軟件即可從高速信號中一次分出低速信號。包容目前世界上幾種主要的傳輸系列，便于各個國家的互通，也兼容現(xiàn)有的PDH。具有很好的橫向兼容性。幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的、用于管理的開銷比特，智能化程度很高，網(wǎng)絡(luò)的運行、管理和維護(hù)（0AM）能力大大加強。SDH的綜合費用不到PDH的70％，經(jīng)濟(jì)效益較好。便于向?qū)拵ЬC合信息網(wǎng)過渡。第40頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡介4.2．4SDH的網(wǎng)元設(shè)備終端復(fù)用器TM一般用于線性鏈路的兩端節(jié)點。第41頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡介4.2．4SDH的網(wǎng)元設(shè)備分插復(fù)用器ADM既有主路輸入，也有主路輸出。一般環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的各個節(jié)點都采用分插復(fù)用器。第42頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡介4.2．4SDH的網(wǎng)元設(shè)備數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC是具有一個或多個信號端口，可以對任意端口之間的信號進(jìn)行可控連接的設(shè)備，具有與交換機類似的性能。第43頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡介4.2．4SDH的網(wǎng)元設(shè)備交叉連接配置的表示DXCX/Y數(shù)字X表示輸入端口數(shù)據(jù)流速率的最高級別，數(shù)字Y表示參與交叉連接的數(shù)據(jù)流速率的最低級別。數(shù)字為0表示64kb/s的傳輸速率，數(shù)字1、2、3表示一、二、三次群的傳輸速率，數(shù)字4表示四次群或STM-1的傳輸速率，數(shù)字5和6表示STM-4和STM-16的傳輸速率。第44頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡介4.2．4SDH的網(wǎng)元設(shè)備例如DXC1/0（稱為電路DXC）表示輸入端口信號最高為一次群信號，交叉連接速率為64kb/s，它主要為PDH網(wǎng)提供快速、經(jīng)濟(jì)、可靠的數(shù)字交叉連接功能，也可以為專用網(wǎng)提供管理和維護(hù)，還可以作為匯接網(wǎng)的中心節(jié)點或網(wǎng)關(guān)。DXC4/1表示輸入端口信號最高為四次群或STM-1信號（實際包括了所有一、二、三、四次群或STM-1信號），交叉連接速率為一次群信號的速率，是功能最齊全的多用途系統(tǒng)。第45頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡介4.2．4SDH的網(wǎng)元設(shè)備DXC4/1主要用于局間中繼網(wǎng)，或長途網(wǎng)和本地網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)，或PDH與SDH的網(wǎng)關(guān)。DXC4/4表示輸入端口信號最高為四次群或STM-1信號，交叉連接速率與輸入端口速率相同，邏輯功能要求較低，采用空分交換，交叉連接速度很快，適用于寬帶交叉連接，主要用于長途網(wǎng)的恢復(fù)和自動監(jiān)控。第46頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡介4.2．4SDH的網(wǎng)元設(shè)備再生器RG經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚?，使信號按照?guī)定的幅度、波形和定時特性繼續(xù)向前傳送。第47頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月再生段4.2SDH傳輸技術(shù)簡介4.2.5SDH結(jié)構(gòu)1.SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)再生段終端復(fù)用器TM再生器分插復(fù)用器ADM終端復(fù)用器TM終端復(fù)用器TM再生器再生段再生段復(fù)用段第48頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡介2.SDH的幀結(jié)構(gòu)：9*270*NRSOHPOHPAYLOADAUPTRMSOH第49頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡介4.2．6SDH的復(fù)用1.SDH的復(fù)用單元等級1112234有效負(fù)荷1.5442.0486.3128.44834.36844.736139.264容器C1.6002.1766.78448.384149.760虛容器VC1.6642.2406.84848.960150.336支路單元TU1.7282.3046.91249.152-管理單元AU---50.304150.912第50頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡介2SDH網(wǎng)的復(fù)用路線STM-NAU-4AUG139.264VC-4TUG-3TUG-2TU-12VC-12C-4C-12VC-3TU-3C-334.368或44.73672.048第51頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡介4.2．7SDH自愈網(wǎng)1線路保護(hù)倒換1＋1保護(hù)：并發(fā)優(yōu)收。1：n保護(hù)：n條信道共享一條不傳輸信息的保護(hù)信道。線路保護(hù)倒換方式的不足：整條光纜都被切斷時，備用光纖也斷；光纜保護(hù)所需成本太高；對于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的故障無法提供保護(hù)。

第52頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡介2環(huán)型網(wǎng)保護(hù)方式（1）二纖單向通道倒換環(huán)ACDB第53頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡介（2）二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)BDCA第54頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡介4.2．8SDH網(wǎng)的同步主從同步方式，形成樹型結(jié)構(gòu)。

優(yōu)點：組網(wǎng)靈活，控制簡單，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性較好，對從時鐘的要求不高。缺點：對基準(zhǔn)主時鐘要求較高，對網(wǎng)絡(luò)故障比較敏感。相互同步方式，節(jié)點時鐘的要求較低，設(shè)備較便宜；對同步分配鏈路故障也不敏感。但網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性較低。混合同步方式

第55頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡介SDH網(wǎng)的同步性能決定于主時鐘的精度、定時參考信號的傳輸鏈路的性質(zhì)以及各網(wǎng)元中獲取定時參考信號的接收時鐘的性能。

從時鐘的工作模式：正常工作模式保持模式自由運行模式第56頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)為了利用單一的網(wǎng)絡(luò)，即可支持由話音、圖像、數(shù)據(jù)、文字等組成的各種綜合業(yè)務(wù)，需要建立一個寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。4．3

．1對寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的基本要求1.傳輸媒體的寬帶化。2.建立綜合各種業(yè)務(wù)的高速傳輸體制，例如光同步數(shù)字系列（SDH）和異步傳遞模式（ATM）。第57頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)

3.采用快速交換技術(shù)。例如ATM交換和寬帶IP交換技術(shù)。4.具有較高的業(yè)務(wù)質(zhì)量。要求信息丟失率盡可能低。5.根據(jù)業(yè)務(wù)的不同性質(zhì)和不同要求，采用靈活多樣的定時方法。第58頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)4．3．2ATM網(wǎng)絡(luò)的基本概念1.異步轉(zhuǎn)移模式ATM是“一門基于非信道化的高速數(shù)字鏈路的交換技術(shù)”。2.虛通路VC與虛通道VP：一個網(wǎng)絡(luò)中可以有28＝256或212=4096條虛通道，一條虛通道中可以有216＝65536條，或64k條虛通路。

3．信元：5+48字節(jié)第59頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)

4．3．3ATM業(yè)務(wù)

業(yè)務(wù)分類ABCD定時關(guān)系要求定時不要求定時比特率恒定可變連接方式面向連接無連接適用規(guī)范AAL1AAL2AAL3/4或AAL5第60頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)4．3．4保證QOS措施：

設(shè)置了優(yōu)先級比特；采用合理的排隊方法和硬件交換方式，提高交換速率，降低交換時延和時延抖動，減少信元的丟失。采用傳統(tǒng)的自動請求重發(fā)（ARQ）協(xié)議或快速傳輸協(xié)議（XTP），對丟失或出錯的信息進(jìn)行重傳。采用較為復(fù)雜的前向檢錯（FED）和（或）前向糾錯（FEC）方法。采用分層編碼方式。第61頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)分層編碼的概念把要傳輸?shù)男畔澐殖刹煌膶?。不同的層對?yīng)不同的質(zhì)量，對錯誤的敏感度也不同：越是低層，其分辨率和清晰度越低，但越不容易出錯。因為低層的比特率較低，發(fā)生錯誤的機會較小。也很容易通過不太復(fù)雜的前向糾錯控制（FEC）來得到保護(hù)。盡管高層容易出錯，但高層出現(xiàn)錯誤以后，接收端仍然可以依靠正確的低層信息來提供質(zhì)量。第62頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)4．3．5ATM交換1.三大功能：路由選擇；信頭翻譯；排隊2.特點：能夠交換小到幾kb/s，大到幾百Mb/s的各種不同速率的業(yè)務(wù)信息，總吞吐量大于5Gb/s。能夠提供一點到多點的廣播方式的通信。內(nèi)部連接丟失率10－8～10－11，誤插率為10－11～10－14，保證用戶業(yè)務(wù)的通信質(zhì)量。交換時延在10～1000s以下，時延抖動在幾百s以下。具有良好的擴(kuò)展性，便于交換機的擴(kuò)容。第63頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)4．3．6ATM交換的排隊方式1輸入排隊方式。N1仲裁邏輯輸入隊列緩沖器輸入隊列緩沖器交換傳送媒體N1第64頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)2輸出排隊方式。N輸出隊列緩沖器N交換傳送媒體輸出隊列緩沖器11第65頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)3中央排隊方式2N1交換傳送媒體第一部分中央隊列緩沖器交換傳送媒體第二部分12N第66頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4．4寬帶IP技術(shù)4．4．1

寬帶IP網(wǎng)的概念寬帶IP網(wǎng)，就是在其中高速傳輸IP數(shù)據(jù)包的通信網(wǎng)絡(luò)。寬帶干線的帶寬要求為622Mb/s以上，用戶接入線路的帶寬要求為2Mb/s以上。IP是說在網(wǎng)絡(luò)中的是遵守IP協(xié)議的數(shù)據(jù)包。寬帶IP網(wǎng)還應(yīng)是一個范圍比較大的網(wǎng)。

第67頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4.4寬帶IP技術(shù)4．4．2千兆位以太網(wǎng)的特點1.高速性。每秒10億比特。2.簡易性。在技術(shù)原理、布線結(jié)構(gòu)、設(shè)備安裝調(diào)試和管理維護(hù)等方面繼承了以太網(wǎng)的簡單易用性。3.可擴(kuò)展性。是10兆和100兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，還可以平穩(wěn)升級至萬兆以太網(wǎng)。4.可靠性。采用以交換機為中心的星型結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)，確保了網(wǎng)絡(luò)的高可靠性。5.經(jīng)濟(jì)性。低成本。6.可管理性。管理和維護(hù)非常簡單。7.支持新的寬帶應(yīng)用。

第68頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4．4寬帶IP技術(shù)4．4．3IPoverATMIPOveerATM在ATM網(wǎng)絡(luò)上傳輸IP數(shù)據(jù)包，利用ATM技術(shù)承載IP信號。既發(fā)揮了TCP/IP協(xié)議的開放性和應(yīng)用的廣泛性，又利用了ATM速度快、容量大和可以支撐多種業(yè)務(wù)的能力。但需要把IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成ATM信元，傳輸效率較低。因為ATM面向連接，IP面向無連接，各有自己的地址結(jié)構(gòu)、選路方式和信令，結(jié)合起來有一定難度。

主要有局域網(wǎng)仿真、CIPOA、ATM支持多協(xié)議（MPOA）、IP交換、標(biāo)記交換、多協(xié)議標(biāo)記交換（MPLS）等。第69頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月

4.4寬帶IP技術(shù)4．4．4

IPoverSDHIPoverSDH以SDH網(wǎng)絡(luò)作為IP網(wǎng)的物理傳輸網(wǎng)絡(luò)，讓IP包直接在SDH干線網(wǎng)上傳輸。它可以提供數(shù)據(jù)、語音、視頻綜合傳輸業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)比較成熟，可用帶寬比IPoverATM提高25％～30％。但擁塞控制能力較差，只有業(yè)務(wù)分類和優(yōu)先級的能力。預(yù)計在不遠(yuǎn)的將來，可達(dá)到現(xiàn)在ATM和幀中繼的水平。

第70頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4．4寬帶IP技術(shù)4．4．5IPoverOpticalIPOveerOptical（IP優(yōu)化光學(xué)網(wǎng)絡(luò)）讓IP數(shù)據(jù)包直接在光纖上運行。它不需要ATM或SDH設(shè)備，不需要進(jìn)行反復(fù)的地址轉(zhuǎn)換，避免了重復(fù)的打包、拆包，減少了開銷字節(jié)，降低了網(wǎng)絡(luò)的成本。第71頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月4．4寬帶IP技術(shù)4．4．5IPoverOpticalIPOveerDWDM采用密集波分復(fù)用技術(shù)，使被高速IP數(shù)據(jù)包調(diào)制的多個光載波直接在同一根光纖上傳送。現(xiàn)在已有96個通道的復(fù)用系統(tǒng)。若在每個光通道中傳輸10Gb/s的數(shù)字信號，一條光纖內(nèi)的傳輸速率可達(dá)960Gb/s，無中繼的傳輸距離可達(dá)500公里。第72頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月寬帶用戶網(wǎng)

中國傳媒大學(xué)信息工程學(xué)院第73頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月1HFC用戶網(wǎng)HybridFiberCoax光纖同軸混合網(wǎng)1).光纖干線從前端到各光節(jié)點，采用星形連接正向信號與反向信號各使用一根光纖光發(fā)射機光節(jié)點6光節(jié)點5光節(jié)點4光節(jié)點3光節(jié)點2光節(jié)點1第74頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月1HFC用戶網(wǎng)2).電纜分配網(wǎng)從光節(jié)點到用戶，采用樹形連接光接收機第75頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月1HFC用戶網(wǎng)雙向放大器可以放大正向與反向信號正向信號占用頻率：87～1000MHz87～108MHz：FM111～1000MHz:（含標(biāo)準(zhǔn)頻道和增補頻道）傳送電視信號和數(shù)據(jù)信號反向信號占用頻率：5～65MHz第76頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月1HFC用戶網(wǎng)1．1調(diào)幅光纖干線傳輸系統(tǒng)前端光發(fā)射機光纖放大器用戶分配系統(tǒng)光分路器光接收機第77頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月1HFC用戶網(wǎng)1．2數(shù)?；旌系挠芯€電視網(wǎng)主前端分配中心光節(jié)點用戶網(wǎng)絡(luò)單元二級分配中心雙向電纜網(wǎng)分配中心分配中心二級分配中心二級分配中心光節(jié)點光節(jié)點光節(jié)點電視電話數(shù)據(jù)遠(yuǎn)端單元電纜分配系統(tǒng)分配器電視電話數(shù)據(jù)第78頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月1HFC用戶網(wǎng)1．3HFC網(wǎng)的反向噪聲1)反向噪聲的來源侵入噪聲：70％來自用戶端結(jié)構(gòu)噪聲：由反向放大器產(chǎn)生，具有漏斗效應(yīng)2)反向噪聲的抑制減少每個光節(jié)點的用戶數(shù)選擇優(yōu)良器材，提高安裝工藝

第79頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月1HFC用戶網(wǎng)動態(tài)分配上行頻率，增加上行通道的有效帶寬。

采用QPSK等抗噪聲的數(shù)字調(diào)制方案來增加系統(tǒng)的抗干擾性能。加接濾波器濾除用戶設(shè)備引入的噪聲：900MHz解調(diào)用戶接口高通濾波器900MHz調(diào)制反向輸出有用信號反向輸入第80頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月2ADSL技術(shù)高速數(shù)字用戶線（HDSL）對稱1.544或2.048Mb/s對稱數(shù)字用戶線（SDSL）對稱768kb/s非對稱數(shù)字用戶線（ADSL）下行1.5～9Mb/s，上行16～640kb/s自適應(yīng)速率數(shù)字用戶線（RADSL）下行1.5～9Mb/s，上行16～640kb/s用戶數(shù)字用戶線（CDSL）下行1Mb/s，上行16～128kb/sISDN數(shù)字用戶線（ISDL）對稱144kb/s超高速數(shù)字用戶線（VDSL）下行13～52Mb/s，上行1.5～6Mb/s第81頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月2ADSL技術(shù)ADSL的結(jié)構(gòu)電話機PC或LANADSL調(diào)制解調(diào)器廣域網(wǎng)IP路由器或ATM交換機ADSL調(diào)制解調(diào)器PSTN話音電路交換機分離器LPFHPF分離器HPFLPF第82頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月2ADSL技術(shù)ADSL的傳輸速率上行速率為16Kb/s～640kb/s，

0~4kHz傳輸電話信號，25~1104kHz傳輸數(shù)據(jù)信號，其中25~138kHz傳輸上行數(shù)據(jù)信號。

下行速率為1.544Mb/s時，傳輸距離為6000m；下行速率為2.048Mb/s時，傳輸距離為5000m；下行速率為6.312Mb/s時，傳輸距離為4000m；下行速率為8.448Mb/s時，傳輸距離為3000m。第83頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月3電力線通信技術(shù)1.

小區(qū)電力線通信網(wǎng)的組成：基站變壓器高壓電本地基站交換機因特網(wǎng)保險盒保險盒保險盒保險盒通信模塊通信模塊通信模塊通信模塊PC家電第84頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月3電力線通信技術(shù)噪聲和干擾的抑制

擴(kuò)展頻譜調(diào)制，使能量盡量均勻分布在傳輸帶寬上，接收端恢復(fù)信號的能量集中成一個較大的數(shù)值，比噪聲、干擾等大得多，不影響人們對信息的檢測。即使信號的部分頻譜丟失，擴(kuò)展頻譜調(diào)制信號的冗余性也可以恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。采用多載波調(diào)制，系統(tǒng)可以自動檢測、避開窄帶干擾源的頻率。3信號傳輸方式采用令牌方式，避免沖突。把較大的數(shù)據(jù)包分成短幀，同時采用前向糾錯和錯幀重發(fā)兩種方式，保證傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

第85頁，課件共95